Erste Schritte mit Schematron und XPath. Workshop auf der tekom Herbsttagung 2014 in Stuttgart

1. SCHEMATRON FÜR
TECHNISCHE
REDAKTEURE
Stefan Krause – Ovidius GmbH, Berlin

2. Ziele für den Workshop
 Ich möchte Schematron populär machen.
 Ich möchte erste oder zweite Schritte mit
Ihnen gemeinsam gehen.
 Was sind Ihre Ziele?
© Ovidius Seite 2

3. Agenda
 Was kann Schematron?
 Schematron für Anfänger
 XPath für Anfänger
 Diskussion
 Schematron für Fortgeschrittene
 Praxistipps
 Schematron für Profis
 Diskussion
© Ovidius Seite 3

4. über mich
 Consultant/Application Developer bei der
Ovidius GmbH (CMS-Anbieter)
 davor 10 Jahre Projektmanager bei XML-lastigen
Content-Digitalisierungsprojekten,
vor allem für Archive, Bibliotheken und
Verlage
© Ovidius Seite 4

5. Was kann Schematron?
→ Agenda

6. Was kann Schematron I?
 Texte inspizieren
 verbotene Zeichen
 »z.B.« vs. »z. B.«
 Worte, die mit »u« anfangen
© Ovidius Seite 6

7. Was kann Schematron II?
 Strukturen überprüfen
 in Abhängigkeit von Attributen oder Text
testen
 Beispiel: Reihenfolge von Kapiteln
 Beispiel: keine fette Schrift in kursiver Schrift
 in Abhängigkeit von Berechnungen prüfen
 Beispiel: Prozentangaben müssen sich zu
100% addieren
© Ovidius Seite 7

8. Was kann Schematron III?
 informative, sachgerechte
Fehlermeldungen ausgeben
 mit beliebiger Detailliertheit
 mit unterschiedlichen Schweregraden
© Ovidius Seite 8

9. Was kann Schematron IV?
 auf externe Dateien und WebServices
lesend zugreifen
 (in WebServices schreiben)
© Ovidius Seite 9

10. demo.xml/demo.sch in OxygenXML
© Ovidius Seite 10

11. demo.xml/demo.sch in antillesXML
© Ovidius Seite 11

12. Was ist Schematron?
 Schemasprache für XML-Dokumente
 in Ergänzung zu DTD, XML Schema oder
RNG
 eher nicht für vollständige Grammatiken
geeignet
 ISO-Standard
 Referenzimplementierung als Open
Source
 XPath als Abfragesprache
 XSLT als Programmiersprache
© Ovidius Seite 12

13. Warum Schematron?
 Es ist einfach!
 Es ist leicht zu erlernen.
 Tests sind einfach zu schreiben und zu
warten.
 Deshalb werden Tests möglich, die bei
anderen Ansätzen wegen hohen Aufwänden
nicht durchgeführt werden.
 Es ist mächtig!
 XPath ist eine vollständige
Programmiersprache.
© Ovidius Seite 13

14. Schematron für Anfänger
→ Agenda

15. Hello World!
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<schema
xmlns="http://purl.oclc.org/dsdl/schematron">
<pattern>
<rule context="/">
<report test="true()">Hello World!</report>
</rule>
</pattern>
</schema>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<literatur>
<buecher>
<buch xml:id="b1">
<autor ref="p1">Mann, Thomas</autor>
<titel>Der Zauberberg</titel>
<isbn>978-3-596-29433-7</isbn>
<href>http://d-nb.info/942764498</href>
</buch>
<buch xml:id="b2">
<autor ref="p2">Mann,Klaus</autor>
<titel> Mephisto</titel>
<isbn>3 10 046705 1</isbn>
<href>http://d nb.info/959653694</href>
</buch>
<buch xml:id="b3">
[…]
01_Hello_World.sch example_01.xml
© Ovidius Seite 15

16. Hello World in OxygenXML
© Ovidius Seite 16

17. erste Prüfung
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<schema
xmlns="http://purl.oclc.org/dsdl/schematron">
<pattern>
<rule context="isbn">
<report test="not(contains(., '-'))">ISBNs
sollen mit Bindestrich geschrieben
werden!</report>
</rule>
</pattern>
</schema>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<literatur>
<buecher>
<buch xml:id="b1">
<autor ref="p1">Mann, Thomas</autor>
<titel>Der Zauberberg</titel>
<isbn>978-3-596-29433-7</isbn>
<href>http://d-nb.info/942764498</href>
</buch>
<buch xml:id="b2">
<autor ref="p2">Mann,Klaus</autor>
<titel> Mephisto</titel>
<isbn>3 10 046705 1</isbn>
<href>http://d nb.info/959653694</href>
</buch>
<buch xml:id="b3">
[…]
02_Erste_Pruefung.sch example_01.xml
© Ovidius Seite 17

18. erste Prüfung mit assert
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<schema
xmlns="http://purl.oclc.org/dsdl/schematron">
<pattern>
<rule context="isbn">
<assert test="contains(., '-')">ISBNs sollen
mit Bindestrich geschrieben werden!</assert>
</rule>
</pattern>
</schema>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<literatur>
<buecher>
<buch xml:id="b1">
<autor ref="p1">Mann, Thomas</autor>
<titel>Der Zauberberg</titel>
<isbn>978-3-596-29433-7</isbn>
<href>http://d-nb.info/942764498</href>
</buch>
<buch xml:id="b2">
<autor ref="p2">Mann,Klaus</autor>
<titel> Mephisto</titel>
<isbn>3 10 046705 1</isbn>
<href>http://d nb.info/959653694</href>
</buch>
<buch xml:id="b3">
[…]
02_Erste_Pruefung_mit_assert.sch example_01.xml
© Ovidius Seite 18

19. mehrere Prüfungen
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<schema
xmlns="http://purl.oclc.org/dsdl/schematron">
<pattern>
<rule context="isbn">
<assert test="contains(., '-')">ISBNs sollen
mit Bindestrich geschrieben werden!</assert>
<report test="string-length(.) != 17">Es sollen
ISBN-13 verwendet werden</report>
</rule>
</pattern>
<pattern>
<rule context="text()">
<report test="starts-with(., ' ')">Text soll nicht
mit Leerzeichen beginnen.</report>
</rule>
</pattern>
</schema>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<literatur>
<buecher>
<buch xml:id="b1">
<autor ref="p1">Mann, Thomas</autor>
<titel>Der Zauberberg</titel>
<isbn>978-3-596-29433-7</isbn>
<href>http://d-nb.info/942764498</href>
</buch>
<buch xml:id="b2">
<autor ref="p2">Mann,Klaus</autor>
<titel> Mephisto</titel>
<isbn>3 10 046705 1</isbn>
<href>http://d nb.info/959653694</href>
</buch>
<buch xml:id="b3">
[…]
03_mehrere_Pruefungen.sch example_01.xml
© Ovidius Seite 19

20. gute Fehlermeldungen
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<schema xmlns="http://purl.oclc.org/dsdl/schematron">
<pattern>
<rule context="isbn" role="error">
<assert test="contains(., '-')">ISBNs sollen mit Bindestrich geschrieben werden!</assert>
<report test="string-length(.) != 17" role="info">Es sollen ISBN-13 verwendet
werden</report>
</rule>
</pattern>
<pattern>
<rule context="text()" role="warn">
<report test="starts-with(., ' ')">Text soll nicht mit Leerzeichen beginnen.</report>
</rule>
</pattern>
</schema>
03_mehrere_Pruefungen_mit_unterschiedlichen_Schweregraden.sc
h
© Ovidius Seite 20

21. Zwischenstand
 nur 6 Elemente genügen
 schema, pattern, rule, assert/report
 (ns)
 die Mächtigkeit kommt aus XPath
 So schwer ist das doch gar nicht!
© Ovidius Seite 21

22. XPath für Anfänger
→ Agenda

23. XML als Baum & Knotentypen
0
1
2
3
9
4
5
6 7
8
10
11
<wurzelelement>
<eltern>
<kind attribut="wert">
Text
</kind>
<kind attribut="value">
other text
</kind>
</eltern>
<eltern>
<!--Kommentar-->
<?processing instruction?>
</eltern>
</wurzelelement>
© Ovidius Seite 23

24. Achsenschritte I
 /
 /wurzelelement
 /wurzelelement/eltern
 //eltern
 //kind/text()
 //kind/@attribut
 //*
 //@*
0
1
2
3
9
<wurzelelement>
4
5
6 7
8
10
11
<eltern>
<kind attribut
Text
</kind>
<kind attribut
other text
</kind>
</eltern>
<eltern>
<!--Kommentar
<?processing
</eltern>
</wurzelelement>
© Ovidius Seite 24

25. Achsenschritte II
 .
 ..
 ancestor::node()
 descendant::text()
 descendant-or-self::*
 following::*
 following-sibling::*
 preceding::*
0
1
2
3
9
<wurzelelement>
4
5
6 7
8
10
11
<eltern>
<kind attribut
Text
</kind>
<kind attribut
other text
</kind>
</eltern>
<eltern>
<!--Kommentar
<?processing
</eltern>
</wurzelelement>
© Ovidius Seite 25

26. <wurzelelement>
<eltern>
<kind attribut="wert">
Text
</kind>
<kind attribut="value">
other text
</kind>
</eltern>
<eltern>
<!--Kommentar-->
<?processing instruction?>
</eltern>
</wurzelelement>
Filterausdrücke
 //*[true()]
 //*[parent::eltern]
 //*[child::eltern]
 //*[@attribut = "wert"]
 //*[count(*) = 2]
 //*[position() = 2]
 //*[2]
 //*[1]/*[2]/comment()
© Ovidius Seite 26

27. Funktionen
 count(), position(), not()
 starts-with(), ends-with(), matches()
 upper-case(), lower-case()
 substring(), substring-before(),
substring-after()
 tokenize(), string-join()
 doc()
© Ovidius Seite 27

28. seltsame Funktionen
 text(), comment(), processing-instruction(),
document-node(), node()
 Dies sind auch Knotentests!
© Ovidius Seite 28

29. Operatoren und Ausdrücke
 =, !=
 eq, ne, lt, gt
 and, or, |
 +, -, *, div, mod
 (…, …)
 if … then … else
 for $i in … return
 some/every $i in … satisfies …
© Ovidius Seite 29

30. wichtige Konzepte von XPath
 Kontextknoten
 Datentypen
 Knotentypen: Element, Attribut, Text-Knoten,
Dokumenten-Knoten, Kommentar, PI
 sind Teil des Baumes, mit Eltern und Kindern
 atomare Werte: String, Integer, Datum usw.
 sind nicht Teil des Baumes
 Sequencen bzw. Listen
© Ovidius Seite 30

31. Tools
 OxygenXML
 Editor und IDE für XML und XML-Techniken
 sehr gute Unterstützung von Schematron
beim Entwickeln und Prüfen
 AntillesXML
 GUI für verschiedene XML-Tools
 kostenlos
 Ant, Java, cmd/.bat …
© Ovidius Seite 31

32. Diskussion
→ Agenda

33. Was kann Schematron?
 Haben alle Teilnehmer eine Vorstellung
davon, was mit Schematron möglich ist?
 Gibt es schon erste Ideen für eigene
Prüfungen?
© Ovidius Seite 33

34. Ein Blick aus der Vogelperspektive I
 gute Fehlermeldungen
 Fehler vs. Warnung
 eindeutige Fehlerbeschreibung
Fehlermeldung mit IDs oder Weblink
 Schematron im Workflow der Technischen
Redaktion
 zur Überprüfung von Meilensteinen
 als ständiger Begleiter
 Anwender vs. Software-Entwickler
© Ovidius Seite 34

35. Ein Blick aus der Vogelperspektive II
 Schematron als Ergänzung von DTD/XML
Schema
 ermöglicht zusätzliche Prüfungen, ohne in
die bestehende Infrastruktur eingreifen zu
müssen
 ermöglicht großzügige DTDs
© Ovidius Seite 35

36. Schematron für Fortgeschrittene
→ Agenda

37. value-of und let
[…]
<rule context="row[@type = 'dimensions']/cell[4]">
<let name="volumen" value="../cell[1] * ../cell[2] * ../cell[3] div 1000000"/>
<assert test="false()" role="error">Das berechnete Volumen beträgt
<value-of select="$volumen"/>l</assert>
</rule>
[…]
demo.sch
© Ovidius Seite 37

38. Phasen
<schema xmlns="http://purl.oclc.org/dsdl/schematron" queryBinding="xslt2">
<phase id="text">
<active pattern="text_01"/>
</phase>
<phase id="structure">
<active pattern="struct_01"/>
<active pattern="calc_01"/>
</phase>
[…]
<pattern id="text_01">
[…]
<pattern id="struct_01">
[…]
<pattern id="calc_01">
demo.sch
© Ovidius Seite 38

39. externe Referenzen (lokal)
<schema xmlns="http://purl.oclc.org/dsdl/schematron" queryBinding="xslt2">
<pattern>
<rule context="isbn" role="error">
<let name="current-isbn" value="text()"/>
<assert test="doc('example_02.xml')//isbn/text()[. eq $current-isbn]">ISBN
<value-of select="$current-isbn"/> nicht in externer Referenz
aufgelistet.</assert>
</rule>
</pattern>
</schema>
04_externe_Referenzen.sch
© Ovidius Seite 39

40. externe Referenzen (WebService)
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<schema xmlns="http://purl.oclc.org/dsdl/schematron" queryBinding="xslt2">
<pattern>
<rule context="isbn" role="error">
<let name="current-isbn" value="text()"/>
<let name="query-url"
value="concat('http://xisbn.worldcat.org/webservices/xid/isbn/', $current-isbn,
'?method=fixChecksum&amp;format=xml')"/>
<let name="result" value="doc($query-url)"/>
<assert test="$result//*:isbn/text()[. eq $current-isbn]">ISBN <value-of
select="$current-isbn"/> nicht in WebService gefunden.</assert>
</rule>
</pattern>
</schema>
04_externe_Referenzen_web.sch
© Ovidius Seite 40

41. Praxistipps
• technische vs. fachliche Probleme
• Schemata in OxygenXML einbinden
• gefährlicher =-Operator
• solved-Attribute
→ Agenda

42. Schematron für Profis
→ Agenda

43. XSLT verwenden – Warum?
 einfacher und übersichtlicher zu
programmieren als reines XPath
 zusätzliche Funktionen
 Zugriff auf vorhanden
Funktionsbibliotheken wie XSLT-SB
© Ovidius Seite 43

44. XSLT verwenden – Wie gehts?
1. XSLT-Namespace im Schematron
deklarieren:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<schema xmlns="http://purl.oclc.org/dsdl/schematron"
xmlns:xsl="http://www.w3.org/1999/XSL/Transform"
queryBinding="xslt2">
[…]
© Ovidius Seite 44

45. XSLT verwenden – Wie gehts?
2. Fremde Elemente bei der
Schemaverarbeitung erlauben:
© Ovidius Seite 45

46. XSLT verwenden – xsl:key und key()
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<schema xmlns="http://purl.oclc.org/dsdl/schematron"
xmlns:xsl="http://www.w3.org/1999/XSL/Transform"
queryBinding="xslt2">
<xsl:key name="myKey" match="person"
use="@xml:id"/>
<pattern id="p3">
<rule context="autor">
<assert test="key('myKey', @ref)">[p3] autor/@ref
muss auf ein person/@xml:id verweisen</assert>
</rule>
</pattern>
</schema>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-
<literatur>
<buecher>
[…]
<buch xml:id="b3">
<autor ref="b1"/>
<titel/>
</buch>
</buecher>
<autoren>
<person xml:id="p1">
<vorname>Thomas</vorname>
<nachname>Mann</nachname>
</person>
[…]
05_SCH_mit_XSLT_key.sch example_01.xml
© Ovidius Seite 46

47. XSLT verwenden – interne
Funktionen
<schema xmlns="http://purl.oclc.org/dsdl/schematron"
xmlns:xsl="http://www.w3.org/1999/XSL/Transform"
queryBinding="xslt2">
<ns prefix="my" uri="test"/>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-
<literatur>
<buecher>
[…]
<buch xml:id="b2">
<xsl:function name="my:literal-autor" as="xs:string?">
<xsl:param name="vorname" as="xs:string?"/>
<xsl:param name="nachname" as="xs:string?"/>
<xsl:sequence select="concat($nachname, ', ', $vorname)"/>
</xsl:function>
<pattern id="p3">
<rule context="autor">
<assert test="my:literal-autor(//person[@xml:id eq
<autor ref="p2">Mann,Klaus</autor
<titel> Mephisto</titel>
<isbn>3 10 046705 1</isbn>
<href>http://d nb.info/959653694</
</buch>
[…]
</buecher>
<autoren>
<person xml:id="p1">
current()/@ref]/vorname, //person[@xml:id eq
current()/@ref]/nachname) eq .">[p3] autor muss […] </assert>
<vorname>Thomas</vorname>
<nachname>Mann</nachname>
</person>
</rule>
[…]
[…]
06_SCH_mit_interner_XSLT-Funktion.sch example_01.xml
© Ovidius Seite 47

48. XSLT verwenden – externe
Funktionen
<schema xmlns="http://purl.oclc.org/dsdl/schematron"
xmlns:xsl="http://www.w3.org/1999/XSL/Transform"
queryBinding="xslt2">
<ns prefix="my" uri="test"/>
<xsl:include href="example_01.xsl"/>
<pattern id="p3">
<rule context="autor">
<assert test="my:literal-autor(//person[@xml:id eq
<?xml version="1.0" encoding="UTF-
<literatur>
<buecher>
[…]
<buch xml:id="b2">
<autor ref="p2">Mann,Klaus</autor
<titel> Mephisto</titel>
<isbn>3 10 046705 1</isbn>
<href>http://d nb.info/959653694</
</buch>
[…]
</buecher>
<autoren>
<person xml:id="p1">
current()/@ref]/vorname, //person[@xml:id eq
current()/@ref]/nachname) eq .">[p3] autor muss […] </assert>
<vorname>Thomas</vorname>
<nachname>Mann</nachname>
</person>
</rule>
[…]
[…]
07_SCH_mit_externer_XSLT-Funktion.sch example_01.xml
© Ovidius Seite 48

49. Diskussion
• Fragen?
• Diskussion?
→ Agenda

50. zum Weiterlesen und Ausprobieren
 Beispiele aus den Folien zum Download hier
 Marko Hedler/Manuel Montero Pineda/Nico
Kutscherauer: Schematron. Effiziente
Business Rules für XML-Dokumente.
Heidelberg: dpunkt.verlag, 2011.
ISBN 978-3-89864-721-2
 Dave Pawson/Roger Costello/Florent
Georges: ISO Schematron tutorial. An
introductroy guide. 2007.
http://www.dpawson.co.uk/schematron/
 diverse Beiträge in meinem Blog
© Ovidius Seite 50

51. Ihre Meinung ist uns wichtig! Sagen Sie uns bitte, wie Ihnen der Vortrag
gefallen hat. Wir freuen uns auf Ihr Feedback per Smartphone oder Tablet
unter http://OTS9.honestly.de oder scannen Sie den QR-Code
Das Bewertungstool steht Ihnen auch noch nach der Tagung zur Verfügung!
© Ovidius Seite 51